Perché i magneti NdFeB necessitano di rivestimento?

26 aprile 2025

I magneti al neodimio ferro boro (NdFeB), oggi considerati i magneti permanenti più potenti, hanno trovato ampia applicazione in settori quali l'elettronica, l'automotive, le energie rinnovabili e l'assistenza sanitaria.

Il loro unico punto debole, nonostante siano magneti così potenti, è la loro elevata suscettibilità alla corrosione e all'ossidazione, soprattutto in ambienti umidi e chimicamente aggressivi. Ecco perché il rivestimento magnetico in NdFeB è così importante.

Il rivestimento garantisce il mantenimento delle proprietà magnetiche nel tempo, una maggiore durata, prestazioni migliori e sicurezza in diverse applicazioni. L'indifferenza verso un rivestimento adeguato provoca un rapido deterioramento di questi magneti, con conseguente riduzione della funzionalità o addirittura guasto di componenti critici.

Questa revisione si propone di esplorare i diversi tipi di rivestimenti disponibili per i magneti NdFeB, confrontarne le prestazioni e scegliere il migliore per una specifica applicazione. Verranno inoltre discussi i processi di rivestimento, i vantaggi dell'applicazione del rivestimento e le tendenze future che influenzeranno questo aspetto critico della tecnologia dei magneti.

Parte 1: Materiali di rivestimento comuni per magneti NdFeB

I magneti al neodimio (NdFeB) sono altamente reattivi a fattori ambientali come umidità e ossigeno, che ne corrodono rapidamente le superfici e l'integrità magnetica. Questi rivestimenti vengono applicati per evitare questo tipo di deterioramento.

I rivestimenti più noti per i magneti NdFeB sono i seguenti:

Rivestimento in nichel (Ni-Cu-Ni)

Il nichel è il materiale di rivestimento più utilizzato. Questo perché il nichel possiede le migliori caratteristiche di resistenza alla corrosione, associate a robustezza e aspetto estetico. Normalmente, questo rivestimento viene realizzato in un triplo strato (nichel-rame-nichel) su una finitura metallica lucida e duratura.

I primi due dei tre strati di nichel proteggono dalla corrosione e dall'usura, mentre lo strato intermedio in rame aggiunge aderenza e flessibilità. Il design è pensato per usi industriali generali, per l'elettronica e per i consumatori.

Rivestimento epossidico

La resina epossidica è la soluzione ideale per la protezione in ambienti umidi, bagnati o chimicamente aggressivi. Questo rivestimento non metallico forma una pellicola spessa e protettiva che resiste all'umidità, alla nebbia salina e alla corrosione chimica.

Sono disponibili in vari colori, come nero, grigio e persino in formulazioni personalizzate per adattarsi all'applicazione che richiede protezione e protezione per gli occhi. Per quanto riguarda la resistenza meccanica, la resina epossidica è meno significativa rispetto ai rivestimenti metallici, ma questo la rende adatta per applicazioni navali, automobilistiche e per esterni.

Rivestimento di zinco (Zn)

I rivestimenti in zinco sono soprattutto economici. Offrono una moderata resistenza alla corrosione e sono molto facili da applicare, sia per elettrodeposizione che meccanicamente. Lo zinco agisce principalmente come rivestimento sacrificale: si corrode prima del magnete stesso.

Sebbene non siano particolarmente adatti ad ambienti molto difficili, i rivestimenti in Zn potrebbero essere spesso scelti per applicazioni indoor a basso rischio in cui l'esposizione all'umidità sarebbe piuttosto limitata.

Rivestimento fosfatico

La fosfatazione viene generalmente utilizzata come primo strato di rivestimento per favorire l'adesione durante la verniciatura o l'applicazione di altri rivestimenti. I trattamenti di fosfatazione non sono molto resistenti alla corrosione, sebbene possano contribuire leggermente ad aumentare la rugosità superficiale.

Rivestimento in oro (Au)

Le applicazioni dei rivestimenti in oro sono molto particolari. La maggior parte si trova in ambito medico e aerospaziale. L'oro è inerte, biocompatibile e ha un'estrema resistenza alla corrosione, il che lo rende l'elemento perfetto per impianti o dispositivi a contatto con fluidi corporei o sostanze chimiche aggressive.

L'oro in sé è estremamente costoso e pertanto viene utilizzato solo in quelle situazioni in cui le sue proprietà uniche sono più cruciali.

Rivestimento parilene

Il parilene è un rivestimento polimerico prodotto mediante deposizione chimica da vapore. Permette di realizzare una barriera estremamente sottile e senza microfori, senza interagire con i substrati.

La barriera è notevolmente resistente all'umidità, agli agenti chimici e alla temperatura. Le applicazioni tipiche dei rivestimenti in parilene sono componenti elettronici, medicali e aerospaziali che richiedono precisione e affidabilità.

Parte 2. Introduzione alle prestazioni dei materiali di rivestimento comunemente utilizzati

Ecco una rapida panoramica delle prestazioni di questi materiali in aree chiave:

Materiale di rivestimento	Resistenza alla corrosione	Resistenza meccanica	Stabilità termica	Costo	Casi d'uso comuni
Ni-Cu-Ni	Alto	Alto	Moderare	Moderare	Elettronica di uso generale
Epossidico	Molto alto	Moderare	Da basso a moderato	Basso	Uso marino, all'aperto
Zinco	Moderare	Moderare	Basso	Basso	Ambienti a basso rischio
Fosfato	Basso	Basso	Basso	Molto basso	Strato di pretrattamento
Oro	Molto alto	Moderare	Alto	Alto	Medico, aerospaziale
Parilene	Eccellente	Moderare	Alto	Molto alto	Elettronica di precisione

Parte 3. Come scegliere il materiale di rivestimento dei magneti NdFeB?

È giustamente noto che i magneti al neodimio (NdFeB) debbano essere rivestiti con un materiale di rivestimento specifico per garantirne l'integrità e le prestazioni in diverse applicazioni. La necessaria protezione contro la corrosione e l'usura, ottenuta tramite una scelta efficiente del rivestimento dei magneti al neodimio (NdFeB), dovrebbe anche preservare la compatibilità con le esigenze meccaniche, termiche e ambientali.

Ecco alcuni fattori da considerare nella scelta del materiale di rivestimento:

Esposizione ambientale

Tra gli altri fattori, l'ambiente operativo può essere considerato il più significativo nel decidere il rivestimento da utilizzare per i magneti NdFeB.

In ambienti interni asciutti, con bassa umidità o esposizione a sostanze chimiche, un rivestimento standard in Nichel-Rame-Nichel (Ni-Cu-Ni) può essere la soluzione ideale. Offre un'ottima resistenza alla corrosione, ma offre anche un'eccellente lucentezza metallica che lo rende adatto all'elettronica di consumo e a un semplice utilizzo industriale.

Se i magneti devono essere esposti a condizioni esterne o in ambienti con elevata umidità o condizioni marine simili al sale, è necessario un rivestimento più robusto. La maggior parte delle resine epossidiche resistenti all'umidità dovrebbe essere affidabile; in caso contrario, il parilene offre una superficie completamente sigillata e priva di fori.

Usura meccanica e movimentazione

I magneti al NdFeB dinamici o che si trovano in ambienti ad alto attrito necessitano di rivestimenti protettivi specifici contro i danni fisici. I rivestimenti in nichel sono particolarmente indicati in applicazioni che richiedono manipolazione, impatto meccanico o impigliamento in un sistema meccanico, poiché presentano elevata durezza ed elevata resistenza all'usura.

D'altra parte, nei casi in cui il magnete non è sottoposto a forze meccaniche elevate ma necessita di protezione dall'esposizione ambientale durante l'installazione, la resina epossidica potrebbe essere un'opzione consigliabile. Non ha lo stesso grado di robustezza meccanica dei metalli, ma offre una protezione superiore alla media e si adatta facilmente alle forme complesse applicate.

Tolleranza alla temperatura

La temperatura di esercizio è un altro fattore significativo da considerare per il rivestimento dei magneti NdFeB. Il calore è altamente dannoso per questi magneti e anche solo pochi istanti di esposizione al calore ne causerebbero la smagnetizzazione permanente.

I rivestimenti non impediscono la smagnetizzazione del magnete, ma ne proteggono la superficie dall'ossidazione termica. I rivestimenti in nichel e oro mostrano stabilità a temperature moderatamente elevate e preservano una buona integrità strutturale.

D'altro canto, i rivestimenti epossidici hanno una tolleranza al calore molto limitata, degradandosi o ammorbidendo a temperature elevate, tanto da non poter essere utilizzati per applicazioni ad alta temperatura. Il parilene, depositato per deposizione da vapore, ha un'eccellente stabilità termica e deve essere trattato in modo eccellente in ambienti ad alte temperature.

Requisiti elettrici e funzionali

Per i rivestimenti utilizzati in applicazioni elettroniche o in dispositivi medici, è necessario soddisfare specifiche caratteristiche elettriche e biologiche. Rivestimenti come l'epossidico e il parilene sono ottimi isolanti. Questa proprietà li rende adatti per applicazioni magnetiche in elettronica, dove è necessario evitare cortocircuiti elettrici.

Il parilene è particolarmente indicato per applicazioni nell'elettronica di precisione e nel settore aerospaziale grazie alla sua capacità di fornire rivestimenti molto sottili e uniformi. In ambito biomedico, oro e parilene sono biocompatibili/atossici e possono essere utilizzati in sicurezza in dispositivi medici interni o strumenti che entrano in contatto con tessuti biologici.

Vincoli di costo e di budget

Il budget per il rivestimento dei magneti al neodimio (NdFeB) è pratico, ma assolutamente necessario. Quando la modellizzazione dei costi è importante, i rivestimenti in zinco o fosfato offrono una protezione di base al costo più basso, adatti per applicazioni interne non critiche.

I nichel sono i più utilizzati perché offrono un buon equilibrio tra prezzo, resistenza alla corrosione e durata. Nelle applicazioni di fascia alta o speciali, vengono utilizzati rivestimenti in oro, parilene e PTFE; tuttavia, a causa dei costi, sono generalmente riservati ad applicazioni mission-critical in cui le prestazioni richieste ne giustificherebbero sicuramente il costo.

Considerazioni estetiche e esigenze di personalizzazione

Ogniqualvolta l'aspetto estetico del magnete è importante nell'elettronica di consumo, nei prodotti promozionali o nelle applicazioni decorative, entra in gioco l'estetica dei rivestimenti.

I rivestimenti in nichel offrono una superficie metallica lucida, esteticamente gradevole e funzionale. I rivestimenti epossidici, invece, possono essere personalizzati in colori e texture, offrendo alternative alle aziende che desiderano componenti in linea con un determinato tema visivo.

Parte 4. Come vengono rivestiti i magneti NdFeB?

L'applicazione di un rivestimento ai magneti NdFeB è un processo di grande importanza in termini di longevità e prestazioni in diversi ambienti. In questo articolo vengono descritti alcuni processi di rivestimento ampiamente accettati per i magneti NdFeB.

Galvanotecnica

Nichel, rame o oro sono i metalli comunemente utilizzati per la deposizione elettrolitica sui magneti al neodimio (NdFeB). Il magnete viene immerso nella soluzione elettrolitica, composta da sali metallici, per il processo di elettrodeposizione.

È possibile ottenere un rivestimento metallico molto sottile e uniforme con eccellenti proprietà di resistenza alla corrosione e all'usura. Di solito si tratta di Ni-Cu-Ni elettrodeposto, poiché questo rivestimento offre un buon compromesso tra prestazioni e costo.

Verniciatura a polvere

La verniciatura a polvere consente l'applicazione di diverse forme di rivestimenti non metallici, inclusi alcuni liquidi come la resina epossidica. La polvere secca viene caricata elettrostaticamente e quindi spruzzata sulla superficie del magnete.

Le particelle caricate elettrostaticamente si fissano alla superficie per azione meccanica e successivamente si legano alla superficie del magnete dopo la polimerizzazione in forno. Ciò si traduce nella formazione di uno strato spesso e resistente all'usura, con protezione da umidità, agenti chimici e abrasione.

Rivestimento a immersione

Il rivestimento a immersione è un metodo molto semplice ed economico per ottenere un rivestimento epossidico e fosfatico di tipo marino. Il magnete viene semplicemente immerso in una soluzione di rivestimento e si ottiene un rivestimento omogeneo su tutte le superfici.

Se la soluzione immersa viene lasciata asciugare dopo l'immersione, è possibile ripetere l'operazione per ottenere lo spessore desiderato. Generalmente, il rivestimento a immersione viene utilizzato quando non è richiesta un'elevata precisione, ma è richiesta protezione dalla corrosione o dagli agenti atmosferici.

Rivestimento a spruzzo

Il rivestimento a spruzzo è l'applicazione di materiale di rivestimento tramite aerografo o spruzzatore, principalmente per resine epossidiche o vernici. Il materiale di rivestimento viene atomizzato in piccole goccioline e spruzzato direttamente sulla superficie del magnete. Questa tecnica è spesso impiegata laddove...

Parte 5: Quali vantaggi offre il rivestimento ai magneti NdFeB?

Ecco alcuni dei vantaggi che si ottengono rivestendo i magneti NdFed:

Protezione dalla corrosione – Protegge i magneti arrugginiti dall’umidità e dall’ossigeno.
Durata migliorata – Aumenta la resistenza ai danni fisici durante la manipolazione.
Stabilità termica – Protegge dalle alte temperature, si verifica la smagnetizzazione.
Resistenza chimica – riguardanti la corrosione in ambienti chimici o marini.
Più valore estetico – Conferisce ai beni di consumo un aspetto altamente curato e professionale.
Biocompatibilità- Sicuro per impianti medici e strumenti chirurgici.
Isolamento elettrico – Previene i cortocircuiti anche all’interno di gruppi elettronici a stretto contatto.

Parte 6. La futura direzione di sviluppo del rivestimento dei magneti NdFeB

La domanda di magneti NdFeB è in aumento e continuerà ad aumentare negli anni a venire per le tecnologie moderne, tra cui le applicazioni nei veicoli elettrici, nei sistemi di energia rinnovabile e nell'elettronica miniaturizzata.

Di conseguenza, sarà necessario migliorare le soluzioni di rivestimento. Gli sviluppi futuri in questo senso saranno volti a migliorare le prestazioni, la sostenibilità e la versatilità nell'applicazione del rivestimento dei magneti NdFeB.

Un'importante spinta sarebbe rivolta alla formulazione di nanorivestimenti e sistemi multistrato che offrano un'eccellente protezione con un peso aggiuntivo minimo. Si prevede che questi rivestimenti producano film multistrato ultrasottili con un design che garantisca resistenza alla corrosione, stabilità termica e resistenza all'usura in ambienti ad alto stress, il tutto in una configurazione compatta.

Un altro è il progresso verso rivestimenti ecocompatibili e non tossici. Inoltre, con l'inasprimento delle normative, i ricercatori stanno valutando la possibilità di sostituire questi materiali pericolosi con alternative ecocompatibili da utilizzare nei processi di galvanica.

Anche i rivestimenti intelligenti emergenti potrebbero essere considerati piuttosto promettenti. Questa innovazione prolungherebbe significativamente la durata dei magneti al neodimio (NdFeB) in ambienti estremi o dinamici.

Negli ultimi tempi, si è registrata anche una crescente richiesta di soluzioni di rivestimento personalizzate per diversi settori, ad esempio rivestimenti biocompatibili per dispositivi medici, rivestimenti resistenti al calore per applicazioni aerospaziali e così via. La tecnologia continua a progredire e, di conseguenza, sarà necessario disporre di rivestimenti flessibili e su misura.

Conclusione

I magneti NdFeB sono probabilmente tra i magneti permanenti più potenti mai conosciuti; tuttavia, il loro vero potenziale si realizza solo se abbinati al giusto rivestimento protettivo.

Con l'avanzare della tecnologia, aumentano anche i requisiti dei materiali magnetici: nuove frontiere per l'innovazione nei metodi e nei materiali di rivestimento. Se si lavora su elettronica di nuova generazione, sistemi di energia rinnovabile o uno strumento medico di precisione, comprendere e scegliere il rivestimento per i magneti al neodimio (NdFeB) è fondamentale.

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